DE348396C - Elektrischer Schalter, bei dem der Unterbrechungslichtbogen durch ein magnetisches Feld von der Kontaktstelle weggetrieben wird - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf solche elektrische Schalter, bei denen der beim Unterbrechen eines Stromkreises entstehende Lichtbogen durch ein magnetisches Feld von der Kontaktstelle weggetrieben wird. Werden derartige Schalter mit Stromschlußstücken aus Metall (Kupfer) ausgerüstet und werden mit ihnen starke Ströme bei großer Spannung unterbrochen, so entstehen unter der schmelzenden Wirkung des Unterbrechungslichtbogens schon nach einigen Schaltvorgängen auf den Berührungsflächen der Stromschlußstücke Rillen, die parallel zur Bewegungsrichtung des unter dem Einflüsse des magnetischen Feldes stehenden Lichtbogens verlaufen und sich in der Nähe derjenigen Stellen vertiefen, an denen der Lichtbogen die Stromschlußstücke verläßt. Die Erfindung bezweckt, bei Schaltern der genannten Art das Entstehen der erwähnten,

den Übergangswiderstand in unerwünschter Weise erhöhenden .Rillen zu verhindern.

Auf der Zeichnung ist in schematisch er Darstellungsweise ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt

Abb. ι einen aufrechten Längsschnitt und Abb. 2 die zugehörige Oberansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schalters.

In einem quadratischen Rahmen A aus magnetischem Stoffe sind zwei sich gegenüberstehende Stäbe B und C aus nicht magnetischem Stoffe gelagert, von denen der eine, B. verschiebbar ist und der andere, C, nicht. An ihren einander zugekehrten Enden tragen die Stäbe B und C federnde Hülsen b¹ und c¹, die zur Aufnahme der Stromschlußstücke des Schalters bestimmt und durch Vermittelung von Kabelklemmen b² und c² an die zur Stromquelle führenden Leitungen angeschlossen sind. Jedes Stromschlußstück besteht aus zwei Teilen D und D¹ bzw. E und E¹, die mit rechteckigen Enden in die zugehörigen Hülsen b¹ und c¹ hineinragen und in diesen durch Vermittelung von Schrauben F und G befestigt sind. Die Stromschlußstückteile D und E sind aus Kupfer und die Stromschlußstückteile D¹ und E¹ aus Kohle hergestellt. An die Stromschlußstückteile D¹ und E¹ legen sich zwei Körper D² und E^z aus Kupfer an, die mit ihren Unterflächen auf den Hülsen b¹ und c¹ aufliegen und ebenfalls noch dureh die Schrauben F und G gehalten werden (Abb. 1). In den Körpern D^s und E^z sind Funkenhörner d³ und e³ befestigt, die ebenfalls aus Kupfer bestehen. ' An den senkrecht zu den Berührungsflächen der Stromschlußstücke D, D¹ und E, E¹ verlaufenden Innenseiten des Rahmens A sind zwei einander gegenüberstehende Polkerne a¹ und a- befestigt, die mit Erregerwicklungen a³ und <z⁴ umgeben sind. Die Erregerwicklungen a^s und a* sind mit Gleichstrom gespeist. ₌ Die Polkerne a¹ und a² sind so angeordnet, daß ihre aufrechten Symmetrieebenen und die Berührungsflächen des geschlossenen Schalters in einer Ebene liegen. Zu beiden Seiten der Funkenhörner d^s und e³ sind zwei aufrechtstehende halbkreisförmige Scheiben a⁵ und a^e angeordnet, die mit abwärts gerichteten Stielen an den freien Polflächen der Polkerne a¹ und a²

befestigt sind und demnach Polschuhteile des Blasmagneten A, a¹, a³, a^s, ar, a¹, «⁶ bilden.

Für die Betrachtung der Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung sei angenommen, daß sich der Schalter zunächst in dem aus der Zeichnung ersichtlichen geschlossenen Zustande befindet, bei dem die durch die Stromschlußstücke D, D¹ und E, E¹ überbrückte Unterbrechungsstelle von einem starken ίο elektrischen Strome bei hoher Spannung durchflossen ist, und daß außerdem die Magnetwicklungen a³, a⁴ erregt sind. Im Rahmen A wird dementsprechend ein magnetisches Feld erzeugt, dessen Kraftlinien sich auf dem in Abb. 2 strichpunktierten Wege schließen. Zum Unterbrechen des über die Stromschlußstücke D, D¹ und E, E¹ fließenden Stromes wird die , Stange B rasch im Sinne des Pfeiles χ (Abb. 1) verschoben. Bei dieser Bewegung entsteht _; an irgendeiner Stelle der sich voneinander ent- ^: fernenden Berührungsflächen der Stromschluß- ■ stücke D, D¹ und E, E¹ ein Lichtbogen, und ; zwar werden im allgemeinen die Fußpunkte des entstehenden Lichtbogens auf den Be- ' rührungsflächen der aus Kupfer bestehenden , Stromschlußstückteile D und E liegen, da die ; Stromdichte hier eine größere ist als bei den aus Kohle bestehenden Stromschlußstückteilen D¹ und E¹. Dieser Lichtbogen wird sofort von dem quer zur Lichtbogenrichtung gerichteten | ■ magnetischen Felde von der Entstehungsstelle 1 weggetrieben, und zwar ist der Sinn des magnetischen Feldes so gewählt, daß das Wegtreiben des Lichtbogens in der Richtung nach , oben erfolgt. Der Lichtbogen erreicht demnach sehr rasch die oberen Kanten der Bf- ; rührungsflächen der Stromschlußstückteile D ; und E. Von hier tritt er auf die Berührungsflächen der aus Kohle bestehenden Stromschlußstückteile D¹ und E¹ über und wird von hier immer in der Richtung nach oben durch das Magnetfeld weitergetrieben. Sobald der Lichtbogen die oberen Kanten der Berührungsflächen der Stromschlußstückteile D¹ und E¹ erreicht hat, kommt er in den Bereich des zwischen den Scheiben a⁵ und β⁶ übertretenden magnetischen Feldes und wird nun von diesem weitergetrieben. Dabei tritt er auf die Körper P² und £² und von diesen auf die Funkenhörner d³ und β³ über. Er nimmt dabei, da für diesen Teil des magnetischen Feldes die Linien gleicher Kraftliniendichte zu den Scheiben «³, α⁶ konzentrische Halbkreise sind, ebenfalls halbkreisförmige Gestalt an und reißt spätestens dann ab, wtnn seine Fußpunkte an den freien Enden der Funkenhörner d³, e³ angekommen sind.

Wie die Erläuterung der Wirkungsweise des Schalters erkennen läßt, tritt der zwischen den Berührungsflächen der kupfernen Stromschlußstückteile D und E entstehende Lichtbogen unter der Wirkung des magnetischen Feldes schon nach so kurzer Zeit auf die aus Kohle bestehenden Stromschlußstückteile D¹ und E¹ über, daß der Lichtbogen eine Schmelzwirkung auf die aus Kupfer bestehenden Stromschlußstückteile D und E nicht ausüben kann und das Entstehen von Rillen auf diesen daher ausgeschlossen ist. Die Berührungsflächen der kupfernen Stromschlußstückteile D und E bleiben vielmehr, wie zahlreiche Versuche einwandfrei ergeben haben, auch bei der Vornahme zahlreicher Unterbrechungen von sehr hohen Stromstärken und Spannungen vollständig unversehrt und eben. An den Berührungsflächen der aus Kohle bestehenden Stromschlußstücke D¹ und E¹ kann aber eine Rillenbildung nicht auftreten, da die Kohle nicht schmilzt. Die gesamten Berührungsflächen der Stromschlußstücke D, D¹ und E, E¹ bleiben mithin auch bei der Vornahme vieler Unterbrechungen großer Stromstärken bei hohen Spannungen unversehrt, und der Schalter behält dementsprechend dauernd seinen ursprünglichen kleinen Übergangswiderstand.

Sollte ausnahmsweise der Lichtbogen einmal zwischen den aus Kohle bestehenden Stromschlußstückteilen D¹ und E¹ entstehen, so wird er durch das Magnetfeld in der beschriebenen Weise auf die Körper D², E^% und die Funkenhörner d³ und e³ getrieben und dort vernichtet. Auch in diesem Falle kann eine Beschädigung der Berührungsflächen der aus Kupfer bestehenden Stromschlußstückteile D und E nicht eintreten. Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schalter besitzt daher alle Vorteile, die in der großen Leitfähigkeit der aus Metall (Kupfer) bestehenden Stromschlußstückteile begründet sind, ohne den Nachteil eines wachsenden Übergangswiderstandes aufzu- ioo weisen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Elektrischer Schalter, bei dem der Unterbrechungslichtbogen durch ein magnetisches Feld von der Kontaktstelle weggetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschlußstücke (D, D¹ und E, E¹) jedes Schalterteils aus fest miteinander verbundenen Metall- (Kupfer-) und Kohlestücken no zusammengesetzt und die Verhältnisse so gewählt sind, daß der Lichtbogen von den Metallstücken (D, E) auf die Kohlestücke (D¹, E¹) weitergetrieben wird. '

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.